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Die
Erfindung betrifft ein elektrisch beheizbares Glas, insbesondere
für Kraftfahrzeuge.
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Die
beheizbaren Gläser,
die in Kraftfahrzeugen verwendet werden, sind im Allgemeinen aus
mindestens einer Glasscheibe aufgebaut, die auf einer Seite mit
einem Beheizungsnetz versehen ist, das aus parallel geschalteten
Heizwiderstandsbändern besteht.
Dieses Beheizungsnetz erlaubt es im Allgemeinen, die Verglasung
zu enteisen oder von Kondenswasser zu befreien. Die Heizwiderstandsbänder können einen
konstanten Querschnitt besitzen, wobei es aber auch bekannt ist,
ihre Breite von einem Ende zum anderen der Verglasung variieren
zu lassen, um stärkere
Beheizungszonen und bevorzugte Sichtbereiche zu erhalten. Bei all
diesen Verglasungen wird dieselbe elektrische Nennleistung an alle Heizwiderstandsbänder während des
Zeitraums angelegt, der erforderlich ist, um die Verglasung zu enteisen
oder von Kondenswasser zu befreien.
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Das
Beheizungsnetz solcher Verglasungen kann auch mehrere Beheizungszonen
umfassen, die sequentiell und in Zyklen arbeiten (siehe US-A-3 982 092).
Dabei wird die Beheizung jeder Zone mittels eines Differentialthermostaten
geregelt, der innerhalb eines engen Temperaturbereichs funktioniert,
beispielsweise von 10 bis 30°C.
Bei diesem Typ einer Verglasung lässt sich der Zeitraum oder
die Heizleistung jedoch nicht an äußere Bedingungen wie Temperatur,
Dicke der Eisschicht oder Kondenswassermenge anpassen. Dabei wird
die erste Zone beheizt, nachdem die Außentemperatur unter die untere
Temperatur (10°C)
des Thermostaten gefallen ist, und es wird mit dem Beheizen dieser
Zone, um mit der nächsten
fortzufahren, erst aufgehört,
wenn die obere Temperatur (30°C)
des Thermostaten erreicht ist.
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Auf
dem Gebiet des Automobilbaus besteht die Tendenz, dass Motoren jeder
Art (beispielsweise für
Sitzeinstellung, Türschlösser, Fensterheber
und Rückspiegel) immer
mehr werden. Deshalb ist es erwünscht,
den Energieverbrauch der elektrisch beheizten Verglasungen zu senken,
indem die verbrauchte elektrische Leistung oder die Beheizungsdauer
verringert wird, ohne dabei den Wirkungsgrad der Entfernung von
Eis oder Kondenswasser zu beeinträchtigen.
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Dazu
kann, wie in US-A-5 496 989 beschrieben, die Verglasung mit einer
elektronischen Vorrichtung versehen werden, welche es erlaubt, die
Außentemperatur
zu kontrollieren und die zur Beheizung der Glasoberfläche erforderliche
Mindestleistung abzugeben.
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Deshalb
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein sparsam beheizbares
Glas vorzuschlagen, insbesondere ein beheizbares Glas, das vorteilhafterweise
als Heckscheibe in einem Kraftfahrzeug verwendet werden kann, und
welches eine wirkungsvolle Enteisung oder Entfernung von Kondenswasser mit
einer verkürzten
Beheizungszeit und/oder einer Einsparung an verbrauchter Leistung
erlaubt.
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Diese
Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Glas gelöst, das mindestens eine Glasscheibe umfasst,
welche mit von Stromsammelleitern elektrisch versorgten Heizbändern versehen
ist, die in Gruppen unterteilt sind, wobei die Stromversorgung der
einzelnen Gruppen sequentiell erfolgt, jede Gruppe nur ein Mal pro
Abfolge mit Strom versorgt wird und die Stromversorgung mittels
einer Vorrichtung erfolgt, die mit Mitteln ausgestattet ist, welche
die Messung der Außentemperatur
und der Temperatur der Außenfläche des
Glases, Bestimmung der minimalen Beheizungsdauer für jede Gruppe
in Abhängigkeit
von der Außentemperatur
und Aufrechterhaltung der Beheizung in der Gruppe solange die Temperatur
der gegenüber
dieser Gruppe befindlichen Außenfläche des
Glases niedriger als die oder gleich der Schmelztemperatur des Eises
ist, ermöglichen.
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Das
erfindungsgemäße Glas
ist vorzugsweise eine Autoheckscheibe, kann jedoch auch eine Frontscheibe
oder ein beliebiges anderes Autoglas oder ein Glas sein, das für andere
Zwecke als im Automobilbau verwendet wird. Dieses Glas kann eine oder
mehrere Glasscheiben und gegebenenfalls eine oder mehrere Kunststofffolien umfassen.
Dabei handelt es sich in den meisten Fällen um ein monolithisches
Glas, das eine vorgespannte Glasscheibe umfasst, oder gegebenenfalls
um eine Verbundglasscheibe, die mindestens zwei Glasscheiben umfasst, die
mit einer Kunststoffzwischenfolie miteinander verbunden sind, oder
auch um ein Panzerglas, das außerdem
mindestens eine Glasscheibe mit den erforderlichen panzernden Eigenschaften
umfasst. Das Glas kann auch gebogen sein. Die Heizbänder befinden
sich auf mindestens einer Seite (im Allgemeinen nur auf einer Seite)
einer Glasscheibe des Glases und/oder gegebenenfalls auf einer Kunststoffzwischenfolie
des Glases oder sind in diese eingebettet.
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Die
Heizbänder
sind im Allgemeinen elektrisch leitfähige transparente Schichten,
die einen ausreichenden elektrischen Widerstand besitzen (im Allgemeinen
von etwa 0,1 Ω,
der bis zu 200 Ω gehen kann),
beispielsweise eine Schicht, die ein Metalloxid wie Zinnoxid umfasst,
oder sind leitfähige
Metalldrähte,
die einen ausreichenden spezifischen elektrischen Widerstand besitzen,
beispielsweise feine Wolframdrähte,
oder sind Fäden
aus einer elektrisch leitfähigen
Zusammensetzung (im Allgemeinen aus Email), die ebenfalls einen
ausreichenden spezifischen elektrischen Widerstand besitzt (d.h.
im Allgemeinen in der Größenordnung
von einigen μΩ·cm, der
erfindungsgemäß bis zu
50 μΩ·cm gehen
kann). Die verwendeten leitfähigen
Zusammensetzungen liegen im Allgemeinen in Form einer Suspension
von metallischem Silber und Glasfritte in einem organischen Bindemittel
vor und werden im Allgemeinen durch Siebdruck oder ein anderes gleichwertiges Verfahren
aufgebracht, wonach sie auf dem Glas getrocknet und bei hoher Temperatur
eingebrannt werden (beispielsweise während des Biegens und/oder Vorspannens
der Glasscheibe). Solche Fäden
können
später
durch eine elektrolytische Behandlung oder Aufbringen eines Metalls,
wobei kein elektrischer Strom angewendet wird, um den gewünschten Widerstand
zu erreichen, verstärkt
werden. Vorzugsweise werden durch Siebdruck aufgebrachte Fäden bei
den Gläsern,
die aus einer vorgespannten Glasscheibe gebildet sind, und bei Verbundglasscheiben und
Wolframdrähte
bei Verbundglasscheiben verwendet.
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Die
Heizbänder
können
gewellt oder gerade sein und sind vorzugsweise schmale Bänder von
beispielsweise etwa 10 mm auf dem Gebiet des Automobilbaus und bis
zu 100 mm bei Glasscheiben, die im Bauwesen verwendet werden, mit
leitfähigen Schichten
von etwa 0,2 bis 0,8 mm bei durch Siebdruck aufgebrachten Fäden und
von etwa 25 bis 50 μm
bei Wolframdrähten.
Weiterhin werden vorzugsweise die Bänder mit einem Abstand zwischen
einander benachbarten Bändern
aufgebracht, der einige Zentimeter erreichen kann. Vorteilhafterweise
sind diese Bänder
nach Einbau der Verglasung, insbesondere bei einer Heckscheibe,
horizontal angeordnet (im Allgemeinen der größten Abmessung der Verglasung
folgend) und isoresistiv, d.h. sie besitzen einen spezifischen elektrischen
Widerstand, der über
die gesamte Länge
konstant ist. So sind die Bänder
beispielsweise transparente Schichten oder durch Siebdruck aufgebrachte
Fäden,
die hinsichtlich leitfähiger Zusammensetzung
und Dicke einheitlich sind, oder Metalldrähte mit konstantem Querschnitt.
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Die
Heizbänder
an den zwei Seitenrändern der
Verglasung sind über
elektrische Anschlusselemente mit Stromkabeln verbunden, diese Elemente werden
als Stromanschlussstellen, Stromklemmen, Stromsammelbänder oder "bus bars" bezeichnet. In dieser
Beschreibung werden diese Elemente anschließend einfach "Stromsammelleiter" genannt. Diese Stromsammelleiter
liegen beispielsweise in Form von Metallbändern oder -streifen (beispielsweise
in Form verzinnter Kupferfolien) vor, die beispielsweise durch Löten auf
der Verglasung befestigt sind. Dabei wird jede Gruppe separat von
ihren eigenen Stromsammelleitern mit Strom versorgt. Diese können erhalten
werden, indem die üblichen
Stromsammelbänder
in mehrere Teile zerschnitten werden, die voneinander durch Isolatoren
getrennt werden, oder es können
mehrere Stromsammelleiter eingesetzt werden, wobei die Anzahl der
Stromsammelleiter oder der in den Stromsammelleitern getrennten
Teile von der Anzahl der mit Strom zu versorgenden Gruppen abhängig ist.
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Erfindungsgemäß erfolgt
die Stromversorgung sequentiell, wobei jede Gruppe von ihren eigenen
Stromsammelleitern und nur ein Mal pro Abfolge mit Strom versorgt
wird. Dabei ist unter "Abfolge" der Vorgang zu verstehen,
der darin besteht, jede Gruppe aus Heizbändern in einer festgelegten
Reihenfolge ein einziges Mal zu be heizen, um das Enteisen und/oder
die Entfernung von Kondenswasser von der Verglasung zu erreichen.
Dabei wird die sequentielle Stromversorgung der Gruppen von einer
Vorrichtung gesteuert, die mit Mitteln ausgestattet ist, die es
erlauben, die Abfolge der Stromversorgung aufzustellen, d.h. die
Reihenfolge, in welcher die einzelnen Gruppen nacheinander mit Strom
versorgt werden, und die Beheizungsdauer einer jeden Gruppe zu bestimmen.
Dazu kann eine elektronische Steuerschaltung oder eine elektronische
Steuervorrichtung verwendet werden, die mit den Stromsammelleitern
verbunden ist, Mittel zur Messung von Außentemperatur und Oberflächentemperatur
des Glases enthält
und programmiert ist, um einen minimalen Beheizungs- oder Stromversorgungszeitraum
mit jeder Gruppe in Abhängigkeit
von der gemessenen Temperatur zu verknüpfen, und die Beheizung aufrechterhält, solange
Reif vorhanden ist (d.h. solange die Temperatur der Außenfläche des
Glases gegenüber
der Heizgruppe niedriger als die Schmelztemperatur des Eises ist).
Dabei ist im Allgemeinen die Schmelztemperatur gleich dem Schmelzpunkt
des Eises, der unter normalen Bedingungen (0°C) gemessen wird, kann aber
in Abhängigkeit
von der Höhe,
auf welcher man sich befindet, und der Reinheit des Wassers erheblich
variieren. Der minimale Beheizungszeitraum ist von mehreren Parametern
wie Charakter der Verglasung (beispielsweise Abmessungen, Anzahl
der Heizgruppen, Anzahl und Charakter der Heizbänder) und dem Charakter des
Niederschlags (Reif, Kondenswasser) abhängig. Bei Enteisung und einer
gegebenen Verglasung wird der minimale Beheizungszeitraum für eine gegebene
Außentemperatur
(die im Allgemeinen negativ ist) experimentell bestimmt, indem der
Zeitraum gemessen wird, in welchem es erforderlich ist, jede Gruppe
zu beheizen, um eine Eisschicht mit gegebenen Charakteristika vollständig zu entfernen.
Nach der Programmierung verknüpft
die elektronische Schaltung oder die elektronische Steuervorrichtung
mit der gemessenen Temperatur einen minimalen Beheizungszeitraum
für jede
Gruppe und hält
die Beheizung so lange aufrecht, wie die Oberflächentemperatur des Glases niedriger
als der Bezugswert ist. Um die verschiedenen Temperaturen zu ermitteln,
kann eine beliebige geeignete Vorrichtung verwendet werden, beispielsweise
ein Temperatursensor. Dabei kann der Sensor für die Außentemperatur an einer beliebigen
Stelle des Fahrzeugs angeordnet werden, wo er von einer Wärmequelle
entfernt oder der Sonneneinstrahlung nicht ausgesetzt ist, beispielsweise unter
der Motorhaube. Der Sensor für die
Oberflächentemperatur
des Glases kann auf der Außenseite
der Verglasung oder auf der Innenseite angeordnet werden und wird
im Allgemeinen in der Nähe
des Stromsammelleiters angeordnet, im Wesentlichen aus Gründen der
Einfachheit der Anbringung und der Kosten. Vorzugsweise ist jede
Heizgruppe mit einem Sensor für
die Oberflächentemperatur
des Glases versehen. Ganz allgemein und vorzugsweise wird der Sensor
für die
Oberflächentemperatur
des Glases auf der Innenseite der Verglasung angeordnet (um Unebenheiten
der Außenfläche zu vermeiden),
was es erfordert, den gewählten
Bezugswert oder den vom Sensor gemessenen Wert zu korrigieren, indem
er mit einem der betreffenden Verglasung eigenen Korrekturkoeffizienten
versehen wird.
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Besonders
bevorzugt wird die Verglasung mit einer elektronischen Steuerung
oder einer elektronischen Steuervorrichtung für die Stromsammelleiter ausgerüstet, die
mit einem Sensor zur Messung der Außentemperatur und mit so vielen
Sensoren für die
Messung der Oberflächentemperatur
des Glases wie Heizgruppen vorhanden sind, verbunden wird, wobei
jede Heizgruppe nur an einen Sensor für die Oberflächentemperatur
des Glases angeschlossen ist.
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Das
Enteisen oder Befreien von Kondenswasser kann manuell ausgelöst werden,
wobei der Sensor für
die Außentemperatur
die Temperatur zu dem Zeitpunkt misst, zu welchem das Enteisen ausgelöst wird.
In Abhängigkeit
von der gemessenen Temperatur wird die erste Heizgruppe den Zeitraum lang,
der dem minimalen Beheizungszeitraum entspricht, oder länger, je
nach gemessener Oberflächentemperatur
des Glases, mit Strom versorgt, wonach auf die nächste Gruppe übergegangen
wird. Wenn die letzte Gruppe beheizt worden ist, wird die Stromversorgung
unterbrochen oder gegebenenfalls eine neue Abfolge ausgelöst. Im Allgemeinen
reicht eine einzige Abfolge aus, um eine befriedigende Enteisung
oder Befreiung von Kondenswasser zu erreichen.
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Das
Enteisen oder Befreien von Kondenswasser kann auch automatisch erfolgen,
wobei das Auslösen
von Hand entfällt,
wobei die elektronische Steuerung oder die Steuervorrichtung beispielsweise programmiert
ist, um die Durchsicht bei Eis oder Kondenswasser zu erhalten, was
auch einen Vorteil hinsichtlich Bequemlichkeit und Stromeinsparung
darstellt. Dabei kann die Verglasung, beispielsweise in Reihe geschaltet,
auf ihrem Versorgungsstromkreis eine Vorrichtung umfassen, die den
Strom leitet, wenn sie von Eis oder Kondenswasser bedeckt ist, und
die Stromversorgung unterbricht, nachdem das Eis oder das Kondenswasser
verschwunden ist, beispielsweise eine elektronische Vorrichtung,
die mindestens einen Leistungstransistor umfasst. Sie kann außerdem eine
spezielle das Beschlagen verhindernde Vorrichtung und einen oder
mehrere andere Detektoren umfassen, die gegenüber atmosphärischen Bedingungen empfindlich
sind (beispielsweise Detektor für
Kondenswasser, Feuchtigkeit, Elektrodensysteme und Wärmedetektor
oder -sensor) und beispielsweise auf der Innenseite der Verglasung
angeordnet sind, wobei der/die Detektoren eine Stromversorgungsabfolge
der Heizbänder
steuern. Weiterhin kann ein Grenzwert (beispielsweise 3°C) festgelegt
werden, oberhalb dessen aus Sicherheitsgründen das Enteisen nicht mehr
stattfindet.
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Vorzugsweise
werden die Bänder
horizontal angeordnet und wird die Beheizung durchgeführt, indem
mit der Gruppe begonnen wird, die sich im oberen Teil der in das
Kraftfahrzeug eingebauten Verglasung befindet, damit das Abfließen des
Wassers, das sich durch das Erwärmen
gebildet hat, zum Enteisen der unteren Teile beiträgt. Dabei
ist es jedoch nicht ausgeschlossen, mit einer anderen Gruppe zu
beginnen, beispielsweise (gegebenenfalls) mit einer mittleren Gruppe
oder einer unteren Gruppe. Die Gruppen werden nacheinander gemäß der gewählten Abfolge mit
Strom versorgt. Vorteilhafterweise wird gleichzeitig nur eine Gruppe
mit Strom versorgt, wobei die Stromversorgung einer jeden Gruppe
nur ein einziges Mal pro Abfolge erfolgt. Gegebenenfalls kann die Stromversorgung
einer Gruppe oder mehrerer Gruppen nacheinander erneut ausgelöst werden,
wenn nach dieser Abfolge wieder Eis oder Kondenswasser erscheint.
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Die
spezielle Struktur und Nutzung der erfindungsgemäßen Verglasung erlauben eine
schnelle Enteisung, die zur Verbesserung der Fahrsicherheit beiträgt, und
sind besonders vorteilhaft, wenn die zur Verfügung stehende elektrische Leistung
begrenzt ist. Im Allgemeinen hat nach 2 bis 6 Minuten die erste Gruppe
aus Heizbän dern,
insbesondere wenn es sich um Heizdrähte handelt, vollständig enteist,
während
bei bisherigen Verglasungen es etwa 12 Minuten braucht, um einen
bevorzugten enteisten Bereich zu bilden. Vorteilhafterweise werden
bei gleicher verbrauchter elektrischer Leistung 30% der Zeit für das Enteisen
oder Entfernen des Kondenswassers mit den erfindungsgemäßen Verglasungen,
verglichen mit bisherigen Verglasungen, die nicht sequentiell arbeiten,
eingespart, oder es liegt, wenn derselbe Zeitraum für das Enteisen
oder Entfernen von Kondenswasser benötigt wird, die mittlere verbrauchte
Leistung 30% unter derjenigen jener Verglasungen. Dabei ist auch
festzustellen, dass die verbrauchte elektrische Leistung gleichmäßiger als
in bisherigen Verglasungen ist, da sie im Betrieb nur um etwa 10%
variieren kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass es nicht
erforderlich ist, Heizwiderstände
vorzusehen, die (insbesondere horizontal) verstärkte Beheizungszonen bilden,
beispielsweise, indem Zusammensetzung oder Dicke der Schichten,
Breite oder Dicke der durch Siebdruck aufgebrachten Fäden oder
der Querschnitt der Metalldrähte
in den weniger wichtigen Beheizungszonen verändert werden, wobei die Herstellung
solcher Gläser
deutlich komplizierter ist. Vorteilhafterweise kann das erfindungsgemäße Glas
mit elektrischen Leitern versehen werden, die einen Querschnitt
und eine Dicke besitzen, die konstant sind (wobei es jedoch nicht
ausgeschlossen ist, Leiter mit veränderlichem Querschnitt und/oder
veränderlicher
Dicke und/oder veränderlicher
Zusammensetzung zu verwenden) und kann daher leicht und wirtschaftlich
hergestellt werden.
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Jede
Gruppe umfasst ein oder mehrere, vorzugsweise zwei bis zehn, und
besonders bevorzugt drei bis sieben Heizbänder, wobei die Heizbänder in jeder
Gruppe parallel angebracht sind. Jede Gruppe hat ihre eigenen Stromsammelleiter,
wobei ein Stromsammelleiter jeweils eine einzige Gruppe mit Strom
versorgt. Die Verglasung besitzt in vertikaler Richtung mehrere
Beheizungsbereiche (Heizgruppen), die voneinander getrennt sind,
und mehrere voneinander getrennte Stromversorgungsbereiche (eine
getrennte Stromversorgung je Gruppe), wobei die Stromversorgung
Bereich pro Bereich erfolgt.
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Wenn
die erfindungsgemäße Verglasung
für ein
Kraftfahrzeug vorgesehen ist, beträgt die Anzahl der Heizgruppen
vorzugsweise 3. Bei mehr als 3 Heizgruppen ist die Einsparung an
elektrischem Strom oder Zeit für
Enteisung oder Entfernung von Kondenswasser nicht mehr signifikant.
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Insbesondere
bei Verwendungen im Automobilbau kann das Stromnetz, das die Heizbänder versorgt,
mit 12 Volt (wie auf dem Gebiet des Automobilbaus üblich) betrieben
werden, wird jedoch vorzugsweise mit einer höheren Spannung, beispielsweise
24, 30 oder 42 Volt oder höher
(Batterienennspannung) betrieben, wobei das Anlegen einer höheren Spannung
den Vorteil hat, dass es einen niedrigeren Energieverbrauch und
die Verbesserung des Wirkungsgrades des Stromnetzes, das den Strom
für die
Heizbänder
zur Verfügung
stellt (kleinere Leitungsverluste bei ein und derselben Leistung – etwa 180
bis 250 Watt für
das Enteisen oder Entfernen von Kondenswasser von einer Verglasung – diese
Leitungsverluste verschlechtern den Wirkungsgrad des Stromnetzes)
und die Erwärmung
in diesem Netz zu verhindern erlaubt, wobei es diese Erhöhung weiterhin
ermöglicht,
den Platzbedarf dieses Stromnetzes (feinere Leitungsdrähte, kleinere
Leistungstransistoren für
Stromzufuhr und -abschaltung und billigere Ausrüstungen) zu verringern und
dessen Realisierung zu vereinfachen.
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Wird
diese höhere
Spannung angelegt, und um die elektrische Leistung zur Verfügung zu
stellen, die für
das Enteisen oder Entfernen von Kondenswasser von der Verglasung
ohne übermäßige Erwärmung erforderlich
ist, kann vorteilhafterweise der elektrische Widerstand der Heizbänder erhöht werden,
indem sie beispielsweise durch Abzweige verlängert werden (auf die Gefahr
hin, dass gegebenenfalls die Anzahl der Drähte pro Gruppe verkleinert werden
muss) und/oder, indem der Querschnitt (Dicke und/oder Breite) der
Heizbänder
und/oder gegebenenfalls der Gehalt an Zinnoxid in der Zusammensetzung
der Schichten oder der Gehalt an metallischem Silber in der Zusammensetzung
der durch Siebdruck aufgebrachten Fäden verringert werden.
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Entsprechend
der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform
werden die Gruppen aus Heizbändern
von ein und derselben Glasscheibe getragen. Dabei ist es jedoch
erfindungsgemäß nicht ausgeschlossen,
die Gruppen auf mehrere voneinander getrennte Glasscheiben zu verteilen,
wobei jede Glasscheibe vorzugsweise mindestens zwei Gruppen aus
Heizbändern
umfasst.
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Weitere
erfindungsgemäße Merkmale
und Vorteile werden anhand der folgenden erfindungsgemäßen Beispiele
mit Bezug auf Vergleichsbeispiele und die im Anhang befindlichen
Figuren näher
erläutert,
wobei
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1A schematisch
ein beheizbares Glas des Standes der Technik (Vergleichsbeispiel
1),
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1B die
Photographie des in 1A veranschaulichten eingebauten
Glases nach vier Minuten Enteisung,
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2A schematisch
ein erfindungsgemäßes beheizbares
Glas (Beispiel 1) und
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2B die
Photographie des in 2A veranschaulichten eingebauten
Glases nach vier Minuten Enteisung
zeigt.
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Vergleichsbeispiel 1
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In
diesem Beispiel, wie in 1A dargestellt, wurde
eine Verglasung 1, beispielsweise eine Heckscheibe, verwendet,
die mit 16 Heizbändern 2 versehen
war, die an gemeinsame Stromsammelleiter 3 angeschlossen
waren. Die Heizdrähte
waren parallel angebracht. Die Versorgungsspannung betrug 12 V.
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Wie 1B zu
entnehmen, war die Enteisung nach vier Minuten sehr gering und betrug
der Zeitraum, der für
eine beginnende Durchsicht durch die Verglasung erforderlich ist,
mindestens 8 Minuten.
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Beispiel 1
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In
diesem in 2A dargestellten erfindungsgemäßen Beispiel
wurde eine Heckscheibe 1 verwendet, die mit 16 Heizbändern 2 versehen
war, die jeweils zu viert mit getrennten Stromsammelleitern 4 verbunden
waren. Die vier Gruppen aus je vier Drähten (letztere waren in jeder
Gruppe parallel angebracht) waren in Reihe angeordnet. Die Anschlussspannung
betrug 12 V.
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Wie 2B zu
entnehmen, erlaubte das Enteisen nach vier Minuten bereits die Schaffung
eines großen
Durchsichtbereichs.
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Vergleichsbeispiel 2
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Es
wurde die Verglasung von Vergleichsbeispiel 1 verwendet, insoweit
modifiziert, als sie mit (durch Siebdruck aufgebrachten) 21 Heizbändern versehen
war.
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Auf
dieser Verglasung wurde auf folgende Weise eine Eisschicht gebildet:
Die Verglasung wurde mindestens 12 Stunden lang bei –20°C unter kontrollierter
Feuchtigkeit (geringe Luftfeuchtigkeit) gehalten, und es wurden
460 ml Wasser (entspricht 660 ml/m2) auf
das Glas gesprüht,
wobei der Wasserstrahl eine Entfernung von etwa 40 cm hatte und senkrecht
zur Oberfläche
ausgerichtet war.
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Die
Verglasung wurde 4 Stunden lang bei –20°C stabilisiert, wonach mit der
Beheizung durch die Heizbänder
begonnen wurde, wobei die verbrauchte elektrische Leistung 210 W
betrug. Nach 10 Minuten begann die Durchsicht durch die Verglasung und
nach 18 Minuten wurde die vollständige
Enteisung erreicht.
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Beispiel 2
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Es
wurde die Verglasung von Beispiel 1 verwendet, die modifiziert war,
indem sie mit 21 Heizbändern
versehen worden war, die zu siebent an drei getrennte Stromsammelleiter
angeschlossen waren, die mit einer elektronischen Steuerung verbunden waren.
Die Steuerung war an einen Sensor für die Messung der Außentemperatur
(in diesem Fall war die Temperatur der Luft gleich der des Glases)
und an drei Sensoren für
die Messung der Oberflächentemperatur
des Glases angeschlossen, wobei sich letztere auf der Seite der
Verglasung, die die durch Siebdruck aufgebrachten Fäden trug,
in der Nähe des
Stromsammelleiters, der jeweils die obere, mittlere und untere Heizgruppe
(ein Sensor je Gruppe) mit Strom versorgte, befanden. Die Steuerschaltung war
programmiert, um die gemessene Außentemperatur mit einem minimalen
Beheizungszeitraum zu verknüpfen,
der zuvor auf der Verglasung, die mit einer Eisschicht (unter den
Bedingungen des Vergleichsbeispiels 2 gebildet) bei verschiedenen
Temperaturen (–20°C bis 0°C) bedeckt
worden war, experimentell ermittelt worden war.
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Die
Verglasung, die mit einer Eisschicht bedeckt war, die unter den
Bedingungen des Vergleichsbeispiels 2 gebildet worden war, wurde
bei –20°C angeordnet
und die 3 Gruppen aus Heizdrähten
wurden sequentiell mit Strom versorgt, wobei die verbrauchte elektrische
Leistung 150 W betrug. Die erste Gruppe (oben, anteilige Fläche: 31%)
wurde 335 Sekunden lang, die zweite Gruppe (Mitte, anteilige Fläche: 33%)
357 Sekunden lang und die dritte Gruppe (untere: anteilige Fläche: 36%)
389 Sekunden lang beheizt.
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Mit
der angegebenen elektrischen Leistung wurde etwa ein Drittel der
Oberfläche
der Verglasung in weniger als 6 Minuten vollständig enteist und die komplette
Enteisung der Verglasung nach 18 Minuten erreicht. Verglichen mit
der Verglasung des Standes der Technik, die auf der gesamten Oberfläche (Vergleichsbeispiel
2) beheizt worden war, ermöglicht die
erfindungsgemäße Verglasung
eine Leistungseinsparung von 30%.
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Die
erfindungsgemäßen Gläser sind
insbesondere auf dem Gebiet des Automobilbaus verwendbar.